陈元恺, 董彦非, 彭金京

(南昌航空大学 飞行器工程学院, 江西 南昌 330063)

0 引言

可变后掠翼(或变后掠翼)是指在飞行过程中机翼后掠角可以随飞机飞行高度、速度变化而改变的机翼。变后掠翼飞机最大的优点在于飞行中可以通过改变机翼后掠角来改进飞机升力、阻力特性,使飞机飞行性能在高速、低速都能得到优化[1]。

变后掠翼飞机设计的关键技术之一是变后掠驱动机构设计。传统的大型、高速变后掠翼飞机主要使用液压式驱动机构,存在质量和体积庞大、结构复杂的缺点,不仅加大飞机重量而且复杂的结构降低了飞机的可靠性,增加了维护费用[2]。

变后掠翼技术本身同时具有极佳的高速和低速性能。其面对的主要问题是如何设计变后掠的驱动机构,使其在保证合理气动中心的条件下简化机构、降低重量。

变后掠翼技术经历了20多年的沉寂之后,在材料科学技术以及智能控制技术得到飞速发展的背景下,近年来发展起来的几项关键技术有望克服过去变后掠翼飞机结构复杂笨重的缺点,充分发挥其优势[3]。主动气动弹性技术可以大大降低机翼结构刚度要求;智能材料结构将驱动、传感、控制和结构融为一体,为结构简洁、重量轻、可靠性高的智能变形机翼设计提供了物质基础。随控布局设计思想和主动控制技术的最新发展也为“变翼飞行”提供了相关技术支撑[4]。

此外,另辟蹊径的自适应弹性变后掠翼技术期望通过机翼弹性变后掠机构设计,取消结构复杂、质量大的变后掠翼驱动装置,达到自动根据飞行动压变化引起的气动阻力来驱动机翼后掠角变化[5]。……